华创机械深度投研二十讲AIDC液冷行业框架20260908 原文

行业概况

数据中心作为持续运转的计算工厂，其稳定运行依赖于服务器、存储、网络设备等，而供电和散热是关键因素。芯片是算力建设的重要部分，但散热不足会导致芯片降频甚至触发过热保护，影响数据中心运营成本和算力输出。

液冷产业链分为解决方案集成商和零件供应商。解决方案集成商提供整体液冷解决方案，通常部分核心部件外采；零件供应商开发新技术部件，供应给集成商或数据中心建设方。

数据中心建设成本中，液冷系统占比约5%，虽不高，但对运营成本和稳定性影响巨大。国内液冷市场规模快速增长，2019年已达9万家，未来将持续增长。算力增长远高于其他类型算力，高密度设备占比提升导致散热需求快速提升。

全球液冷市场空间广阔，2024年约35亿美元，预计未来几年快速增长，2026年将超过千亿人民币。北美是主要市场，主要面向英伟达等算力厂商，其芯片功率高，已逐步采用全液冷技术。

北美头部信息公司资本开支持续增长，2026财年亚马逊、Google、微软、Meta等AI大模型训练相关开支巨大。芯片功率提升导致散热需求增加，风冷已无法满足，液冷成为必然选择。英伟达A100芯片功耗2020年为400W，2022年提升至700W，Blackwell一代芯片功耗更高，液冷成为唯一选项。

液冷技术方案

液冷方案按冷却液是否接触电子元件分为直接接触式和非接触式；按冷却液是否发生相变分为单相变和相变液冷。根据机柜结构，可分为冷板式、浸没式、喷淋式等。

PUE（电源使用效率）是衡量数据中心能耗的重要指标，国内政策法规对数据中心PUE有上限要求，推动数据中心建设向高端化发展。不同机柜功耗对应不同液冷方案，降低PUE离不开液冷技术。

液冷优势

液冷在运营阶段优势明显，可降低能耗和运营成本。液冷系统采用高温水，可实现全年全地域自然冷却，优于传统风冷系统。液冷省去风扇和空调系统损耗，降低电费，初期投资增加可通过降低应用成本收回。

案例对比显示，冷板式液冷方案在初始投资和运营成本方面均优于风冷和风冷+液冷混合方案，综合成本最优。

常见液冷方案

• 冷板式液冷：冷板与芯片基础板接触带走热量，方案部署简单，竞争围绕零部件展开，如冷板热阻、压降、接头可靠性等。
• 浸没式液冷：服务器浸没在绝缘冷却液中，覆盖更多发热器件，需系统设计，对维修检修要求高，商用方案较少。
• 喷淋式液冷：冷却液定向接触发热元件，可减少冷却液用量，针对性强，但存在控制均匀性、喷嘴堵塞、回收维修等问题，方案较新。

案例分析

以英伟达GP300服务器为例，其包含Grace CPU和Blackwell GPU，每个机柜功耗约142kW，液冷系统价值量约11.5万美元。Blackwell一代功耗更高，采用全液冷方案，液冷系统价值量提升至13万美元。

产业链分析

• 冷板：主流方案为干冷器和冷却塔，全球主要企业包括雷帝、四方、艾默生等。
• CDU（冷热通道液冷单元）：液冷系统的核心，包括水泵、传感器、阀门等，全球主要企业包括美的、施耐德、江森自控等。国内企业通过间接供应原件也受益于需求增长。
• 冷板：英伟达GP300单柜价值量约2.8万美元，Blackwell一代提升至4万美元。
• CPU：GP300单柜价值量约4万美元，Blackwell一代提升至5万美元。
• 快拆接头：GP300单柜价值量约1.5万美元，Blackwell一代提升至6万美元。

行业竞争格局

国内厂商在液冷领域发展迅速，如海康威视、浪潮等，与国际厂商竞争激烈。国内企业在需求爆发时增长较快，有望受益于液冷市场发展。

研究结论

• AI计算密度提升和机房规模扩大是液冷需求增长的主要原因，行业仍处于早期阶段，市场机会众多。
• 短期需求主要来自北美，国内厂商有望在下半年进入业绩兑现期。
• 中长期看，整体解决方案供应商弹性更大，国产算力发展将利好国内液冷供应商。